package sjg.DataStructures.sort;

import sjg.DataStructures.util.SortUtils;

import java.util.Arrays;

/**
 * 希尔排序
 * 两种方法： 交换法、移动法
 */
public class ShellSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0};
        System.out.println(" 排序前数组： ");
        SortUtils.print(arr);
//        shellSort(arr);
        shellSort2(arr);
        System.out.println("排序后：");
        SortUtils.print(arr);
    }

    // 交换式排序方法 —— 对有序序列在插入时采用交换法
    // 使用逐步推导的方式来编写希尔排序
    public static void shellSort(int[] arr) {
        int temp = 0;
        int count = 0;
        // 逐步分析
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                // 遍历各组中所有的元素(共gap组，每组有个元素)，步长gap
                for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                    // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
                    if (arr[j] > arr[j + gap]) {
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j + gap];
                        arr[j + gap] = temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮 = " + Arrays.toString(arr));
        }

        /*
//      希尔排序第1轮排序
//      将10个数据分成五组
        for (int i = 5; i < arr.length; i++) { // i's max = arr.length-1 ==> 奇数位也可以正常处理，不会空指针
            // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素)，步长5
            for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) { // j=0 i=5 0 > 0+步长 2. j=1 i=6 ... j=5 i=10
                // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
                if (arr[j] > arr[j + 5]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 5];
                    arr[j + 5] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序第1轮后 = " + Arrays.toString(arr));

        // 希尔排序第2轮排序
        // 因为第2轮排序，是将10个数据分成了 5/2=2 组
        for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
            // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素)，步长2
            for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
                // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
                if (arr[j] > arr[j + 2]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 2];
                    arr[j + 2] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序第2轮后 = " + Arrays.toString(arr));

        // 第2轮排序，是将10个数据分成了2/2=1组
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            // 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素)，步长1
            for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
                // 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println("希尔排序第3轮后 = " + Arrays.toString(arr));
        */
    }

    // 优化版： 希尔排序移位法
    public static void shellSort2(int[] arr) {
        int count = 0;

        // 增量gap，并逐步的缩小增量 ， 每次 /2
        for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            // 从第gap个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序
            for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if (arr[j] < arr[j - gap]) {
                    while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
                        // 移动
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j -= gap;
                    }
                    // 当退出while后，就给temp找到插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
            System.out.println("希尔排序第" + (++count) + "轮 = " + Arrays.toString(arr));
        }
    }


}
